一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种碳捕集系统及方法。该碳捕集系统包括：吸收塔，第一换热器，第一冷却器，吸收剂储罐，闪蒸罐，第二换热器，解吸塔，再沸器，第三换热器。本发明专利技术的碳捕集解吸系统可适应于新型两相吸收剂、非水吸收剂等高CO2负荷吸收剂碳捕集，可降低高CO2负荷带来的吸收剂高粘度和易降解问题，可提高新型吸收剂运行稳定性和降低运行维护成本。稳定性和降低运行维护成本。稳定性和降低运行维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统及方法


[0001]本专利技术涉及废气处理
，特别涉及一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统及方法。

技术介绍

[0002]对燃煤电厂、钢铁、水泥等低CO2浓度烟气进行二氧化碳减排，可采用燃烧后化学吸收法进行二氧化碳捕集。以有机胺为吸收液的碳捕集工艺是目前最成熟也是商业化应用最多的技术。其中MEA是最早应用的商业化碳捕集吸收剂，具有吸收效果好、成本低的优点，但存在能耗高、易降解、腐蚀性大等问题。开发吸收性能高效稳定、运行成本低的新型吸收剂对碳捕集技术的应用。
[0003]近年来，众多研究人员提出了各种类型的新型吸收剂，包括两相吸收剂、非水吸收剂等，以降低碳捕集能耗和运行成本。其中两相吸收剂是指吸收液在吸收CO2后形成两种不互溶的贫CO2液相(CO2含量低)和富CO2液相(CO2含量高)，将这两者分离后仅将富CO2液相循环至解吸塔中进行解吸，该过程既能够提高吸收过程和解吸过程的效率，同时还能有效减少再生过程中的显热和汽化潜热的消耗，进而降低能耗的成本。非水吸收剂是通过采用其他有机溶剂替代或者部分替代常规吸收剂中水，从而降低过程能耗，此时吸收剂不含水或水含量较低而不为溶剂，故称为非水吸收剂。相比常规吸收剂如MEA，两相吸收剂和非水吸收剂的吸收负荷明显更高，这可减少吸收剂的用量，但高吸收负荷导致了其他问题，首先是增加了粘度，两相吸收剂富CO2相和非水吸收剂富相可达到50cp甚至100cp以上，是常规吸收剂的数十倍，这对流动传质都容易造成不利的影响，此外胺吸收剂吸收CO2后形成的离子化胺盐的降解速率与浓度相关，CO2吸收的负荷越高，降解速率显著提高，对两相吸收剂和非水吸收剂这两种新型吸收剂的应用带来不利的影响，对此，亟需开发针对适应这两类高CO2负荷的新型吸收剂的碳捕集解吸系统。

技术实现思路

[0004]为了克服现有高CO2负荷吸收剂对碳捕集系统运行带来的不利的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统，本专利技术的目的之二在于提供一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统，包括：
[0007]吸收塔；
[0008]第一换热器，所述第一换热器与所述吸收塔相连；
[0009]第一冷却器，所述第一冷却器分别与所述第一换热器、所述吸收塔相连；
[0010]吸收剂储罐，所述吸收剂储罐分别与所述第一冷却器、所述吸收塔相连；
[0011]闪蒸罐，所述闪蒸罐与所述第一换热器相连；
[0012]第二换热器，所述第二换热器分别与所述闪蒸罐相连、所述第一冷却器相连；
[0013]解吸塔，所述解吸塔分别与所述闪蒸罐、所述第一换热器、所述第二换热器相连；
[0014]再沸器，所述再沸器与所述解吸塔相连；
[0015]第三换热器，所述第三换热器分别所述第二换热器、所述解吸塔、所述再沸器相连。
[0016]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统中，当吸收剂为两相吸收剂时，所述碳捕集解吸系统还包括分相器和第二冷却器，所述分相器分别与所述吸收塔、所述第一换热器相连，所述第二冷却器分别与所述分相器、所述吸收剂储罐相连；分相器为重力分相器，通过设置分相器，本专利技术的碳捕集系统尤其适合两相吸收剂碳捕集系统，通过分相，贫CO2液体先经过第二冷却器进入吸收剂储罐中，富CO2液体再经过第一换热器加热后进入后面的解吸系统，在解吸前段进行分相，可以进一步节省整体的运行成本。
[0017]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统中，所述碳捕集解吸系统还包括冷凝器与气液分离器，所述冷凝器与所述解吸塔相连，所述气液分离器与所述冷凝器相连；进一步优选的，所述气液分离器还与解吸塔相连，解吸塔塔顶的气体经过冷凝器降温后进入气液分离器分离出液体，气液分离器底部的液体再进入解吸塔。
[0018]本专利技术第二方面提供了一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法，采用上述碳捕集解吸系统进行二氧化碳回收，具体包括如下步骤：
[0019]含CO2的烟气与吸收剂储罐内的吸收剂分别进入吸收塔内，吸收剂对烟气中的CO2进行吸收；吸收塔塔底吸收CO2的液体进入第一换热器进行加热，然后进入闪蒸罐处理得到闪蒸气体和闪蒸液体；闪蒸气体进入解吸塔，闪蒸液体分为半富液1和半富液2，半富液2直接输送至解吸塔，半富液1依次经过第二换热器和第三换热器加热后进入解吸塔；解吸塔顶部排出CO2气体；
[0020]通过再沸器对解吸塔底部的解吸液进行加热，再沸器换热后形成的蒸汽凝液经过第三换热器对半富液2进行加热；
[0021]所述解吸塔底部的解吸液分别经过第一换热器、第二换热器进行换热后，再经过第一冷却器降温后进入吸收剂储罐。
[0022]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，所述含CO2的烟气中的CO2浓度为3
‑
18vol％。
[0023]本专利技术中的高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，吸收剂包括两相吸收剂和非水吸收剂。
[0024]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，所述吸收CO2的液体经过第一换热器加热后的温度为85
‑
105℃；进一步优选的，所述吸收CO2的液体经过第一换热器加热后的温度为90
‑
100℃。
[0025]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，所述吸收CO2的液体经过第一换热器加热后的压力为5
‑
7.5bar；进一步优选的，所述吸收CO2的液体经过第一换热器加热后的压力为5.5
‑
7bar；再进一步优选的，所述吸收CO2的液体经过第一换热器加热后的压力为6
‑
6.5bar。
[0026]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，所述闪蒸罐内控制吸收CO2的液体的温度为58
‑
70℃；进一步优选的，所述闪蒸罐内控制吸收CO2的液体的温度为60
‑
68℃。
[0027]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，所述闪蒸罐内控制吸收CO2的液
体的压力为0.8
‑
1.5bar；进一步优选的，所述闪蒸罐内控制吸收CO2的液体的压力为1
‑
1.2bar。
[0028]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，所述半富液1的占比为85
‑
95wt％，所述半富液2的占比为5
‑
15wt％；进一步优选的，所述半富液1的占比为86
‑
92wt％，所述半富液2的占比为8
‑
14wt％。
[0029]优选的，这种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法中，所述解吸塔底部的解吸液的温度为105
‑
120℃；进一步优选的，所述解吸塔底部的解吸液的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统，其特征在于，包括：吸收塔(100)；第一换热器(200)，所述第一换热器(200)与所述吸收塔(100)相连；第一冷却器(300)，所述第一冷却器(300)分别与所述第一换热器(200)、所述吸收塔(100)相连；吸收剂储罐(400)，所述吸收剂储罐(400)分别与所述第一冷却器(300)、所述吸收塔(100)相连；闪蒸罐(500)，所述闪蒸罐(500)与所述第一换热器(200)相连；第二换热器(600)，所述第二换热器(600)分别与所述闪蒸罐(500)相连、所述第一冷却器(300)相连；解吸塔(700)，所述解吸塔(700)分别与所述闪蒸罐(500)、所述第一换热器(200)、所述第二换热器(600)相连；再沸器(800)，所述再沸器(800)与所述解吸塔(700)相连；第三换热器(900)，所述第三换热器(900)分别所述第二换热器(600)、所述解吸塔(700)、所述再沸器(800)相连。2.根据权利要求1所述的高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统，其特征在于，所述碳捕集解吸系统还包括分相器(1000)和第二冷却器(1100)，所述分相器(1000)分别与所述吸收塔(100)、所述第一换热器(200)相连，所述第二冷却器(1100)分别与所述分相器(1000)、所述吸收剂储罐(400)相连。3.根据权利要求1或2所述的高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸系统，其特征在于，所述碳捕集解吸系统还包括冷凝器(1600)与气液分离器(1700)，所述冷凝器(1600)与所述解吸塔(700)相连，所述气液分离器(1700)与所述冷凝器(1600)相连。4.一种高CO2负荷吸收剂碳捕集解吸方法，其特征在于，采用权利要求1至3任意一项所述的碳捕集解吸系统进行二氧化碳回收，具体包括如下步骤：含CO2的烟气与吸收剂储罐内的吸收剂分别进入吸收塔内，吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海周，范永春，罗必雄，吴大卫，曾越，罗海中，孙张伟，薛榕，张治忠，刘小勇，王晓东，李伟科，朱光涛，裴爱国，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：